新生儿语音感知的神经基础:元分析

语言习得能力是人类在进化中获得的重要能力之一。语言认知的核心功能是语音加工, 因此, 语音加工的脑机制是认知心理学研究的重要课题。我们采用元分析方法, 对使用近红外技术考察新生儿语音感知的结构检测、偏差检测和母语感知的研究进行系统的定量分析, 探究新生儿的典型语音感知脑机制以及这三类语音加工相关脑区的异同。结果显示, 左侧额下回是新生儿检测语音结构的关键脑区; 双侧颞叶在新生儿语音偏差刺激检测中发挥关键作用; 新生儿的母语语音加工存在左侧化优势。     

新生儿对语音的感知、辨别和学习

新生儿自娩出起便开始利用臻于成熟的听觉系统对语音的各要素进行大脑表征和学习记忆。考察新生儿语音加工特点,不仅能揭示语言功能在人类发展最初阶段的认知神经机制,还能对自闭症等神经发育性疾病的早期预警和临床诊断提供有价值的线索。我们回顾并总结了新生儿对语音的感知、辨别和学习以及语言发展对自闭症的预测作用,发现新生儿对特定语音存在感知偏好;新生儿具备独特的音素辨别能力;婴儿期语言加工的脑功能或结构指标对自闭症具有一定的预测价值。我们建议未来研究从三个方面开展工作。在基础研究方面：第一,严格控制语音材料的韵律因素,重新审查新生儿语言加工特征及大脑偏侧化问题;第二,揭示新生儿语音学习的认知神经机制以及睡眠的记忆巩固作用。在临床转化研究方面,以高风险自闭症新生儿为追踪对象,基于纵向多模态脑观测数据,建立疾病风险评估系统,揭示出生早期语言发展脑指标对自闭症的预测价值。     

汉语加工脑神经机制研究的新进展

随着脑科学研究手段的改进．人们对汉语加工的脑神经机制有了更多、更深入的了解。大量研究表明,汉语加工有不同于拼音语言加工的脑机制,在加工汉语时．激活的脑区和在加工拼音语言时激活的脑区不同．母语为汉语的人和母语为拼音语言的人在脑的形态结构上也存在显著差异。对汉语加工脑机制的研究有利于对音素和音节加工的皮层表征的分离,有助于揭示语言加工脑机制的普遍性和特殊性。     

精神分裂症患者的语音感知

精神分裂症是一种常见的精神疾病, 表现为多方面的症状, 其中, 语言异常是精神分裂症患者认知损伤的核心症状之一。本文关注精神分裂症患者的语音感知, 从音段和超音段两方面简述国内外对精神分裂症患者语音感知开展的行为和神经科学实验, 指出中国应加大对中国精神分裂症患者的汉语语音感知探索。     

声调在汉语音节感知中的作用

探讨超音段(如声调)与音段信息的共同作用机制, 对口语词汇识别研究具有重要的理论意义。有研究探讨了声调在口语词汇语义通达阶段的作用, 但在相对早期的音节感知阶段, 声调与声母、韵母的共同作用机制还缺乏系统的认识。本研究采用oddball实验范式, 通过两个行为实验考察了声调在汉语音节感知中的作用。实验1发现检测声调和声母变化的时间没有差异, 均比检测韵母变化的时间长, 表明在汉语音节感知中对声调的敏感性不及韵母。实验2发现声母和韵母的组合并没有明显优于对韵母的觉察, 但声调与声母或韵母的同时变化都促进了被试对偏差刺激的觉察, 表明声调通过与声母、韵母的结合来共同影响汉语音节的感知加工。研究结果在认知行为层面为声调在音节感知中的作用机制提供了直接的实验证据, 为进一步探讨超音段与音段信息共同作用的认知神经机制提供了基础。     

脑损伤语言认知障碍研究 ——认知神经心理学研究途径

20世纪90年代以来,从认知神经科学的角度揭示语言及其它认知的脑机制成为科学研究的前沿与热点。研究各种脑损伤导致的特异性语言障碍,为探索语言和其它认知的结构、加工,及大脑不同部位在语言和其它认知活动中的功能增添了一条新的途径。同时也对临床失语症的诊断与康复起了很多积极的作用。汉语在世界语言体系中具有其独特性,对汉语的语言障碍及其脑机制的研究将为完善人类语义知识理论、语言的表征与加工模型有重要贡献,也为发展汉语失语症针对性的康复方案提供理论和实践基础     

音乐与个体发展

人类对音乐的感知体验起始于生命早期。近年来认知神经科学领域的研究表明, 音乐对个体发展具有深远的影响。在大脑发育的过程中, 音乐经验主要调节大脑加工信息的方式, 同时会影响语言、空间、以及运动能力的发展。本文回顾了近年来研究者们在音乐认知领域的新发现, 重点关注于音乐对脑发育的影响。     

婴儿对语音和非语音的感知:认知和神经机制

婴儿听觉感知能力的发展对于他们未来的语言学习和社会化都具有重要意义。过去大量的研究主要关注语音感知方面,只有较少的研究将非语音感知纳入考虑之中,但了解非语音感知的特征和机制将有助于增加研究者对听觉加工以及儿童发育的认识。该文分别介绍了婴儿语音感知中的三种偏好——对语音、“婴儿语”和母语的偏好,并尝试着将非语音分为音乐、人类的非言语发声、环境声音三类进行阐述。通过对比这两大类声音的感知得到婴儿可能存在语音感知的左脑偏侧化和音乐感知的右脑偏侧化现象,但这也尚存争议,目前有特定领域模型、特定线索模型和脑网络模型三种理论对偏侧化现象的认知机制进行解释。     

内隐序列学习意识的具身机制

内隐序列学习意识已有三类理论如全局工作平台理论、神经可塑性理论、新异刺激理论都忽略了身体感受的关键因素, 难以揭示意识产生的根本原因。具身意识理论和研究发现, 运动/情感镜像神经元系统及与自我、认知控制系统的交互, 是初级/高级意识产生的本源, 但未涉及内隐序列学习规则意识这个对人类学习认知至关重要的领域。内隐序列学习研究实质上已接近揭示其学习机制正是感知觉运动具身学习, 其意识机制很可能是感知觉运动/情感具身意识, 并且其意识加工脑区与具身意识脑区有关键重合。未来研究可采用Granger因果大脑网络技术证明内隐序列学习意识的具身本源, 并考察已有三类意识理论的具身基础, 以及探索意识影响因素的具身机制。     

汉-英儿童双语者母语和二语加工的相互作用:来自神经机制方面的证据

双语者语言加工的神经机制一直是语言认知神经科学研究关注的热点问题之一。前人研究多关注二语加工过程,较少研究母语加工神经网络与二语加工神经网络之间的相互作用;并且前人研究多以成人为被试,研究结果可能会受到发展成熟因素的影响。本研究中,28名汉英儿童双语者进行了两种语言条件下的语音判断任务和字形判断任务,在进行任务的同时进行了磁共振扫描。通过全脑分析、感兴趣区分析和相关分析,结果显示:1)汉语语音、字形加工和英语语音、字形加工激活了类似的脑区网络,但也存在差异。汉语特异脑区(根据Tan等人对汉英跨语言比较的元分析进行定义)右侧枕下回、梭状回以及左侧扣带回在英语语音、字形任务中都显著激活,英语语音任务还额外激活了汉语特异的左脑额中回和中央前回;英语特异脑区(根据Tan等人对汉英进行跨语言比较的元分析进行定义)左脑额内侧、额下回以及梭状回在汉语语音、字形加工中显著激活。2)儿童的英语熟练度越低,左脑扣带回(汉语特异脑区)在汉语语音和汉语字形任务中的激活越强;汉语熟练度越高,左脑额下回(英语特异脑区)在英语字形任务中的激活越强,左脑颞上回(英语特异脑区)在英语语音任务中的激活越弱。两个任务的结果一致说明:汉英双语者母语加工的神经网络与二语加工的神经网络之间存在相互作用,并且受到双语熟练度的调制。     

创造性思维的脑机制

创造性思维是创造性的核心。近年来,脑电和脑成像技术的发展为研究创造性思维的神经基础提供了有力的技术支持,对创造性思维的脑机制研究取得了较大进展。创造性思维的脑机制研究主要包括顿悟的脑机制、发散性思维的脑机制、远距离联想的脑机制、言语创造性和图画创造性的对比的脑机制研究。研究结果显示创造性思维需要多个脑区的参与,因不同的认知任务其关键脑区而有所不同。对创造性思维的脑机制研究进行了总结,对这些研究可能存在创造性思维究竟应该定义为“领域一般的”还是“领域特殊的”的解释进行了讨论,并指出了研究中可能存在的基线任务设置问题和未来研究中需要在研究手段、研究设计、研究领域等方面加以改进的建议     

汉语声调认知加工的脑机制及语言经验的影响

汉语母语者对汉语声调的认知加工可分为亚词汇和词汇两种加工水平。亚词汇水平涉及对汉语声调的声学和语音加工,当无需主动注意参与时,现有研究在左右半球优势上尚未取得明确结论;当需要主动注意参与时,优势主要表现为左侧化,涉及左侧的布洛卡区、前运动区、前部脑岛、顶叶、顶枕联合区以及双侧听皮层附近脑区,这与语言加工双通路模型(HickokPoeppel,2007)中的背侧通路有很大重合。词汇水平涉及对汉语声调的识别,由双侧半球参与,顶叶、颞叶等部分脑区左侧优势更加明显,同时涉及颞中回等语言加工腹侧通路的核心区域。此外,个体对汉语声调认知加工的脑机制会受到语言经验的影响。     

汉语作为第二语言学习的脑机制

国家兴,语言强。近年来,汉语作为第二语言学习的认知神经机制研究日渐增长,但汉语二语学习脑机制的系统归纳及相关理论模型仍处于起步阶段。基于汉语二语学习近20年的脑机制研究,以及最新二语学习脑机制的研究和理论,可以归纳主要发现为：1)汉语声调学习最初依赖右颞上回和右额下回,掌握后转而依赖左颞上回;2)汉字字形学习与双侧额下回及右梭状回有关,而汉字语音学习则与左颞顶叶区相关;3)汉语二语学习初期会依赖右脑重要脑区(额下回、梭状回等),随汉语能力的提升,这种依赖减弱。综上,汉语二语学习与右脑关系密切,经历了由右侧功能主导转向双侧化或者左侧化的动态大脑发展变化过程。汉语学习者所采取的二语学习方法及其语音听辨能力,会影响学习者的语言功能、脑结构及其脑功能网络连接方式。未来研究可以从被试语言背景、研究范式和内容、数据分析等角度出发,探寻汉语二语学习的有效方法,构建并完善汉语二语学习认知神经机制的相关理论模型。     

大脑电刺激在听觉语言加工研究中的应用

大脑电刺激是历史悠久但近年来才广泛应用在人类被试上的实验技术。通过对颅内刺激位点进行电刺激, 并分析引发的暂时性行为功能变化和记录位点的电位活动, 大脑电刺激技术可以揭示认知加工过程中脑区内的功能作用与脑区间的有效连接。通过对听觉语言加工过程相关的丘脑、听觉皮层、高级语言皮层进行电刺激, 现有研究发现了各个脑区的不同功能特点以及不同脑区间的信息传递机制, 为进一步探索听觉语言加工的神经机制提供了新的视角。     

创造性问题解决的动态神经加工模式

先前研究基于功能特化的思想, 基本完成了创造性问题解决相关的各个关键脑区的功能定位, 但并未揭示这些关键脑区在创造活动中的动态神经活动以及它们之间的相互作用关系。本研究拟从动态的功能整合的思想出发, 采用时间序列分析和有效连通性分析方法, 对语义类问题的创造性解决中的信息选择和新颖联结形成等关键子过程的大脑动态加工模式进行研究。本研究不仅能丰富并发展创造性问题解决神经基础的研究方法, 而且能够从系统的层面, 从动态信息加工的角度加深对创造性问题解决脑机制的认识, 推动其神经理论的发展。     

语法的进化连续性及进化起源解释

语法是人类交流系统有别于其他动物的关键特征之一。行为比较研究表明, 除人类外的其他灵长目动物也能理解并掌握抽象的顺序排序规则; 神经生物学比较研究表明, 支持排序处理的神经机制来自人类与其他灵长目动物共同具有的脑区。因此语法所依赖的序列学习能力在人类与其他灵长目动物间具有进化连续性。词汇限制假说、事件感知假说与自我驯化假说分别从不同角度对人类语法的进化起源进行了解释。未来研究需要探讨人工语法任务中所发现的脑神经机制是否是层级结构加工的通用处理器, 并进一步澄清语义加工与语法加工的关系。     

视觉词汇加工的动态神经网络及其形成

揭示大脑加工的神经网络机制成为认知神经科学研究的最新取向.本研究以视觉词汇加工脑区(VWFA)的神经功能作为切入点,探讨视觉词汇加工神经网络的动态机制及其形成.研究一考察VWFA在刺激驱动和任务调节下的动态激活,及其与语音、语义脑区所组成神经网络的动态机制.研究二通过跨文化对比以及儿童阅读发展研究,阐明语言经验对视觉词汇加工网络的塑造作用.研究三对比功能网络、静息网络以及白质纤维束联结,探讨视觉词汇加工网络的动态联结及其形成.研究结果有助于建构视觉词汇加工的神经生理模型,为基于脑科学的阅读教学和阅读障碍矫治奠定理论基础,为认知神经科学研究提供了新的思路.     

θ频段(4～8Hz)的活动反映了汉语口语产生中音节信息的加工

大脑的神经振荡往往反映了人类的各种认知活动。语言理解的研究发现大脑θ频段的活动与音节的加工密切相关,但目前尚未有研究者探究语言产生过程中大脑特定频段活动与音节加工的联系。我们通过EEG时频分析技术,采用掩蔽启动范式,考察了23名健康被试在图片命名过程中θ频段的活动与音节加工过程的关系。行为结果发现,当启动词和目标图名称之间存在音节相关时,个体的命名反应时快于音节无关的条件,而音素相关条件的命名反应时慢于音素无关条件。时频结果发现,在刺激出现后的270～460ms,音节相关条件下个体θ频段神经振荡的能量显著低于音节无关条件,音素相关与音素无关之间无显著差异。综上,我们认为汉语口语产生中大脑θ频段的活动反映了对音节的加工,从神经振荡指标上为音节是汉语口语词汇产生中音韵编码的单元提供了证据。     

音乐绝对音高信息加工的脑机制

音乐绝对音高(absolute pitch, AP)一直是音乐心理学者感兴趣的问题。AP能力是一种特殊的音乐能力。ERP研究表明具有AP能力的群体只需较少的认知资源进行音高加工, 同时不同AP能力的加工机制也不同; 功能神经成像研究表明大脑左侧额叶背侧后部和左侧颞叶平面对AP加工发挥重要作用; 脑结构研究发现AP群体的某些脑区皮层厚度低于没有绝对音高能力(Non-AP)群体, 这可能与AP特殊的加工机制有关。AP能力形成需要先天遗传和后天环境的共同作用, 其相互作用的脑机制需结合行为遗传学的研究方法及成果。     

婴儿情绪与社会认知相关的听觉加工

听觉是人类获得外部环境信息的主要感官之一,对情绪与社会认知相关听觉加工的发展有重要意义。在生命早期,新生儿、婴儿对情绪语音已有感知、分辨与识别能力并表现出对特定情绪的加工偏好;对人类语音、母语等带有社会属性声音也产生了加工偏好;在诸如面孔识别等社会认知能力的发展中,听觉也起到一定作用,听觉障碍则影响有关社会认知的发展。建议未来研究有更多纵向设计,结合多模态成像技术来更好地解决发展性问题。